连续域束缚态赋能的非线性光学超表面

光学连续域束缚态以其在纳米尺度上控制和操纵光与物质相互作用的新方式，极大地丰富了非线性光学领域。这得益于其独特的物理性质，包括对光的有效限制、非平凡的拓扑特征，以及光场在实空间和动量空间中传播时的鲁棒性。在探索支持连续域束缚态的各种光子纳米结构的非线性光学响应方面，光学超表面备受关注，这主要归功于其在亚波长尺度控制光流的能力、设计与制造的灵活性以及便利的相位匹配条件。在这篇综述中，我们概述并讨论了利用连续域束缚态多功能物理的基于超表面的频率转换过程的最新进展，特别强调了与非线性光学现象和连续域束缚态光学相关的主要物理背景，以及由连续域束缚态驱动的非线性超表面所实现的最先进功能。这些应用包括谐波产生、谐波手性光学效应、复杂量子态的产生和宽带太赫兹产生。此外，还讨论了依赖连续域束缚态的光子纳米器件的几个新兴研究领域和现有挑战。